Курсовой проект по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии»

∆рпж = 1,3hпжρпжgk (38)Высота парожидкостного слоя: hпж = hп + ∆h (39)где ∆h — высоту слоя над сливной перегородкой рассчитываем по формуле,(40)где Vж — объемный расход жидкости, м3/с; П — периметр сливной перегородки, м; k = ρпж/ρж- отношение плотности парожидкостного слоя к плотности жидкости, принимаемое приближенно равным 0,5.Объемный расход жидкости в верхней части колонны:

Средняя плотность жидкости в колонне: Периметр сливной перегородки П находим решая систему уравнений, где R = 1,3 м — радиус тарелки; 2/3Пb — приближенное значение площади сегмента. Решение дает: П = 1,32 м; b= 0.289 м. находим ∆h:Высота парожидкостного слоя на тарелке: hпж = hп + ∆h= 0,04 + 0,013 = 0,053.Сопротивление парожидкостного слоя:∆рпж = 1,3hпжρжgk=1,3 ∙0,053 ∙ 0,5 ∙844 ∙ 9,81= 285,2 Па. Общее гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части колонны:∆р' = ∆рсух + ∆рσ + ∆рпж = 297,2 + 25,53 + 285,2 = 607,93 Па. Нижняя часть колонны:

Высота парожидкостного слоя на тарелке: hпж = hп + ∆h= 0,04 + 0,03= 0,07 м. Сопротивление парожидкостного слоя:∆рпж = 1,3hпжρжgk=1,3 ∙0,07 ∙ 0,5 ∙444 ∙ 9,81= 376,72 Па. Общее гидравлическое сопротивление тарелки в нижней части колонны:∆р'' = ∆рсух + ∆рσ + ∆рпж = 307,81 + 25,53 + 376,72= 710,06Па.Проверим, соблюдается ли при расстоянии между тарелками h = 0.3 м необходимое для нормальной работы тарелок условие Для тарелок нижней части, у которых гидравлическое сопротивление больше, чем у тарелок верхней части: Условие соблюдается. Проверим равномерность работы тарелок — рассчитаем минимальную скорость пара в отверстиях w0min, достаточную для того, чтобы ситчатая тарелка работала всеми отверстиями:

Рассчитанная скорость w0min = 11 м/с; следовательно, тарелки будут работать всеми отверстиями.

6 Расчет тепловой изоляции6.

1 Выбор материала тепловой изоляции

В соответствии с действующими нормативными документами (в частности, СНиП 41−03−2003) для теплоизоляции оборудования с температурой содержащихся в нем веществ в диапазоне от 20 до 300 °C следует применять материалы и изделия с плотностью не более 200 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии не более 0,06 Вт/(м· К). 6.2 Расчет толщины основного слоя тепловой изоляции

Выбор конструкции и расчет толщины тепловой изоляции производится из условий соблюдения двух основных параметров: 1) допустимой температуры поверхности изоляции; 2) допустимого теплового потока с неё[]. По санитарным нормам температура поверхности изоляции оборудования, находящегося в закрытом помещении при температуре окружающей среды = 25 0С не должна превышать величины = 45 0С. Для выполнения этого требования из условия равенства тепловых потоков со стороны теплоносителя к изолируемой стенке аппарата и теплового потока с поверхности изоляции в окружающую среду толщина основного стоя тепловой изоляции должна быть не менее,(41)где коэффициент теплопроводности основного слоя изоляции, выбираем пенополистирол, =0,05 Вт/мК,, температуры изолируемой стенки аппарата, поверхности изоляциии температура окружающей среды; коэффициент теплоотдачи с поверхности изоляции в окружающуюсреду. Теплопроводность при рассчитанной средней температуре определяется по справочным таблицам [3]: .(42)Принимаем толщину слоя изоляции 90 мм и проводим проверку полученной величины по допустимому тепловому потоку []=56 Вт/м2. Для этого рассчитывают тепловой поток с изолированной поверхности аппарата по формуле .(43)Так как полученный результат удовлетворяет условию, расчет считается законченным. Есливеличина расчетного теплового потока превышает допустимую, необходимо увеличить принятую толщину тепловой изоляции и повторить проверку по условию. Заключение

При выполнении курсовой работы был произведен расчет ректификационной колонны для разделения смеси бензол-толуол расходом 10 т/ч. Был произведен технологический расчет, который включает определение рабочих геометрических и объемных параметров на основании материального баланса процесса, расчет теплового баланса установки, было подобно технологическое оборудование, а именно кожухотрубчатые теплообменники в качестве дефлегматора, подогревателя и холодильника исходной смеси и кубового остатка соответственно, гидравлический расчетэлементов колонны, расчет тепловой изоляции для обеспечения санитарных норм относительно температуры поверхности окружающей среды в закрытом помещение, в котором расположенно оборудование. Распределение жидкости осуществляется при помощи тарелок типа ТС-Р. Для повышения эффективности работы колонн с ситчатыми тарелками можно порекомендовать:

соотношение между диаметром отверстий и шагом принять равным 3,6;толщину тарелок по возможности уменьшить;

высота сливного порога при средних и больших скоростях пара в свободном сечении колонны (0.7−1,0 м/с) должна быть не менее 40−50 мм (до75); при малых скоростях пара высота сливного порога не оказывает влияния на эффективность работы тарелки;

расстояние между тарелками более 150−200 мм не оказывает существенного влияния на эффективность массообмена при условии отсутствия пены; на участках колонны, где образуется большое количество пены, расстояние между тарелками следует увеличивать;

в колоннах большого диаметра нужно устанавливать тарелки с наклоном в сторону слива, равным 1:45;свободное сечение тарелок брать в пределах 7−15%.Списоклитературы

Дытнерский Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию. — М.: Химия, 1983. —

272 с. Брисов Г. С., Брыков В. П., Дытнерский Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. М.: Химия, 1991. — 496с. Иоффе И. Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии.

— Л.: Химия, 1991. — 352 с.Каталог. Колонные аппараты. Изд. 2-е. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1978. 31 с. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.

Изд. 9-е. М.: Химия, 1973. — 750 с. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Уч. Пос. для

ВУЗов / Под ред. Романкова. — 10-е изд., перераб. и доп. — Л.: Химия, 1987.

— 576 с. Коган В. Б., Фридман В. М., Кафаров В. В. Равновесие между жидкостью и паром. Кн. 1−2. М. — Л.: Наука. 1966.

— 640+768 с. Гельперин Н. И. Основные процессы и аппараты химической технологии. В двух книгах. — М.: Химия, 1981. — 812 с. Доманский И. В., Исаков В. П. Машины и аппараты химических производств: примеры и задачи.

Уч. Пос. для ВУЗов / И. В. Доманский, В. П. Исаков и др., Под общ.

ред. В. Н. Соколова — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982. -

384 с. Лащинский А. А., Толчинский А. Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. — Л.: Машгиз, 1970. — 753 с.